一种硫化物固态电解质及其制备方法与应用与流程
本发明属于固态电解质，具体涉及一种硫化物固态电解质及其制备方法与应用。
背景技术：
1、传统的硫银锗矿型固态电解质具有较高的离子电导率，但其难以在空气气氛下稳定存在，暴露于空气会产生有毒气体h2s，同时离子电导率衰减；含o的硫银锗矿型固态电解质能够改善空气稳定性，但通过球磨+烧结工艺制备的硫银锗矿型固态电解质的离子导率，相比无o掺杂，衰减明显。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种硫化物固态电解质及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
3、本发明实施例提供了一种硫化物固态电解质，所述硫化物固态电解质为含氧固态电解质，所述硫化物固态电解质的化学式为li6psaobx，其中，x选自f、cl、br、i中的任意一种，且满足a+b=5，a/b≥4，b>0。
4、本发明实施例还提供了前述的硫化物固态电解质的制备方法，其包括：
5、在保护性气氛中，将锂源、p源、s源、o源与卤素源进行预混，之后进行高压固相反应，制得硫化物固态电解质。
6、本发明实施例还提供了前述的硫化物固态电解质在制备锂电池正极或锂离子电池中的用途。
7、本发明实施例还提供了一种锂电池正极，其包括正极活性材料及固态电解质；其中，所述固态电解质包括前述的硫化物固态电解质。
8、本发明实施例还提供了一种锂离子电池，其包括正极、负极及中间层；其中，所述中间层包括前述的硫化物固态电解质，所述正极包括前述的锂电池正极。
9、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
10、（1）本发明提供的硫化物固态电解质中采用o元素替代s元素，极性增加，与p5+、li+结合能力更强，起到稳定硫化物固态电解质的作用，避免发生分解，从而提升其空气、水稳定性；
11、（2）传统的氧取代会使硫化物固态电解质的弹性模量提高，电子电导率降低，前者不利于硫化物固态电解质与正负极界面的接触，后者会增大电池内阻，传统的球磨、烧结工艺，使得硫化物颗粒生长至热稳定状态，而本申请采用的高压扭转处理，通过高剪切和大塑性变形，实现非热力学稳定状态的样品，这改善了上述弹性模量增大、电子电导率降低引起的电池性能衰减的问题。
技术特征：
1.一种硫化物固态电解质，其特征在于：所述硫化物固态电解质为含氧固态电解质，所述硫化物固态电解质的化学式为li6psaobx，其中，x选自f、cl、br、i中的任意一种，且满足a+b=5，a/b≥4，b>0。
2.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质，其特征在于：所述硫化物固态电解质具有球形或类球形的结构。
3.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质，其特征在于：所述硫化物固态电解质的平均粒径d50<1 μm；
4.权利要求1-3中任一项所述的硫化物固态电解质的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，具体包括：在保护性气氛中，采用三维混料装置将锂源、p源、s源、o源与卤素源进行预混，获得预混料；其中，所述三维混料装置采用的转速为500~5000rpm，时间为5~10h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，具体包括：在保护性气氛中，将预混所获物料置于高压扭转装置中进行高压扭转处理，从而制得所述硫化物固态电解质；其中，所述高压扭转处理采用的压力为50~200mpa，转动频率为10~100hz，时间为1~3h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述锂源包括li2o、lix、li2s、lioh、li2co3中的任意一种或多种的组合；
8.权利要求1-3中任一项所述的硫化物固态电解质在制备锂电池正极或锂离子电池中的用途。
9.一种锂电池正极，其特征在于，包括正极活性材料及固态电解质；其中，所述固态电解质包括权利要求1-3中任一项所述的硫化物固态电解质。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极及中间层；其中，所述中间层包括权利要求1-3中任一项所述的硫化物固态电解质，所述正极包括权利要求9所述的锂电池正极。
技术总结
本发明公开了一种硫化物固态电解质及其制备方法与应用。所述硫化物固态电解质为含氧固态电解质，所述硫化物固态电解质的化学式为Li<subgt;6</subgt;PS<subgt;a</subgt;O<subgt;b</subgt;X，其中，X选自F、Cl、Br、I中的任意一种，且满足a+b=5，a/b≥4，b>0。本发明提供的硫化物固态电解质中采用O元素替代S元素，极性增加，与P<supgt;5+</supgt;、Li<supgt;+</supgt;结合能力更强，起到稳定硫化物固态电解质的作用，避免发生分解，从而提升其空气、水稳定性；同时本发明采用高压扭转处理，通过高剪切和大塑性变形，实现了非热力学稳定状态的样品，改善了弹性模量增大、电子电导率降低引起的电池性能衰减的问题。
技术研发人员：杨成林,王泓蛟,李子坤,黄友元
受保护的技术使用者：深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5